塔吊四樁基礎(chǔ)的計(jì)算書(shū)

1、安全設(shè)施計(jì)算軟件(2014) PKPM軟件出品塔吊四樁基礎(chǔ)的計(jì)算書(shū) 依據(jù)塔式起重機(jī)混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程(JGJ/T 187-2009)。一. 參數(shù)信息塔吊型號(hào):QT80A塔機(jī)自重標(biāo)準(zhǔn)值:Fk1=507.00kN起重荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Fqk=80.00kN塔吊最大起重力矩:M=1613kN.m非工作狀態(tài)下塔身彎矩:M=-1642kN.m塔吊計(jì)算高度:H=60m塔身寬度:B=1.7m樁身混凝土等級(jí):C30承臺(tái)混凝土等級(jí):C35保護(hù)層厚度:H=50mm矩形承臺(tái)邊長(zhǎng):H=4m承臺(tái)厚度:Hc=1.2m承臺(tái)箍筋間距:S=200mm承臺(tái)鋼筋級(jí)別:HRB400承臺(tái)頂面埋深:D=0.0m樁直徑:d=0.8m樁間距:

2、a=2.6m樁鋼筋級(jí)別:HRB400樁入土深度:21.9m樁型與工藝:泥漿護(hù)壁鉆(沖)孔灌注樁計(jì)算簡(jiǎn)圖如下： 二. 荷載計(jì)算1. 自重荷載及起重荷載1) 塔機(jī)自重標(biāo)準(zhǔn)值 Fk1=507kN2) 基礎(chǔ)以及覆土自重標(biāo)準(zhǔn)值 Gk=4×4×1.20×25=480kN3) 起重荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Fqk=80kN2. 風(fēng)荷載計(jì)算1) 工作狀態(tài)下塔機(jī)塔身截面對(duì)角線方向所受風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值a. 塔機(jī)所受風(fēng)均布線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 (Wo=0.2kN/m2) Wk=0.8×1.59×1.95×1.39×0.2=0.69kN/m2 qsk=1.2×0.

3、69×0.35×1.7=0.49kN/mb. 塔機(jī)所受風(fēng)荷載水平合力標(biāo)準(zhǔn)值 Fvk=qsk×H=0.49×60.00=29.54kNc. 基礎(chǔ)頂面風(fēng)荷載產(chǎn)生的力矩標(biāo)準(zhǔn)值 Msk=0.5Fvk×H=0.5×29.54×60.00=886.21kN.m2) 非工作狀態(tài)下塔機(jī)塔身截面對(duì)角線方向所受風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值a. 塔機(jī)所受風(fēng)均布線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 (本地區(qū) Wo=0.55kN/m2) Wk=0.8×1.67×1.95×1.39×0.55=1.99kN/m2 qsk=1.2×1.99

4、15;0.35×1.70=1.42kN/mb. 塔機(jī)所受風(fēng)荷載水平合力標(biāo)準(zhǔn)值 Fvk=qsk×H=1.42×60.00=85.32kNc. 基礎(chǔ)頂面風(fēng)荷載產(chǎn)生的力矩標(biāo)準(zhǔn)值 Msk=0.5Fvk×H=0.5×85.32×60.00=2559.70kN.m3. 塔機(jī)的傾覆力矩工作狀態(tài)下，標(biāo)準(zhǔn)組合的傾覆力矩標(biāo)準(zhǔn)值 Mk=-1642+0.9×(1613+886.21)=607.29kN.m非工作狀態(tài)下，標(biāo)準(zhǔn)組合的傾覆力矩標(biāo)準(zhǔn)值 Mk=-1642+2559.70=917.70kN.m三. 樁豎向力計(jì)算非工作狀態(tài)下： Qk=(Fk+Gk

5、)/n=(507+480.00)/4=246.75kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×h)/L =(507+480)/4+Abs(917.70+85.32×1.20)/3.68=524.22kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L =(507+480-0)/4-Abs(917.70+85.32×1.20)/3.68=-30.72kN工作狀態(tài)下： Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(507+480.00+80)/4=266.75kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L

6、=(507+480+80)/4+Abs(607.29+29.54×1.20)/3.68=441.58kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L =(507+480+80-0)/4-Abs(607.29+29.54×1.20)/3.68=91.92kN四. 承臺(tái)受彎計(jì)算1. 荷載計(jì)算不計(jì)承臺(tái)自重及其上土重，第i樁的豎向力反力設(shè)計(jì)值：工作狀態(tài)下：最大壓力 Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L =1.35×(507+80)/4+1.35×(607.2

7、9+29.54×1.20)/3.68=434.13kN最大拔力 Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L =1.35×(507+80)/4-1.35×(607.29+29.54×1.20)/3.68=-37.91kN非工作狀態(tài)下：最大壓力 Ni=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L =1.35×507/4+1.35×(917.70+85.32×1.20)/3.68=545.70kN最大拔力 Ni=1.35×

8、Fk/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L =1.35×507/4-1.35×(917.70+85.32×1.20)/3.68=-203.47kN2. 彎矩的計(jì)算依據(jù)塔式起重機(jī)混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程第6.4.2條 其中 Mx,My1計(jì)算截面處XY方向的彎矩設(shè)計(jì)值(kN.m)； xi,yi單樁相對(duì)承臺(tái)中心軸的XY方向距離(m)； Ni不計(jì)承臺(tái)自重及其上土重，第i樁的豎向反力設(shè)計(jì)值(kN)。由于非工作狀態(tài)下，承臺(tái)正彎矩最大： Mx=My=2×545.70×0.45=491.13kN.m承臺(tái)最大負(fù)彎矩: Mx=My=2×

9、;-203.47×0.45=-183.12kN.m3. 配筋計(jì)算根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010第6.2.10條 式中 1系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度不超過(guò)C50時(shí)，1取為1.0,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，1取為0.94,期間按線性內(nèi)插法確定； fc混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； h0承臺(tái)的計(jì)算高度； fy鋼筋受拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，fy=360N/mm2。底部配筋計(jì)算: s=491.13×106/(1.000×16.700×4000.000×11502)=0.0056 =1-(1-2×0.0056)0.5=0.0056 s=1-0.0056/

10、2=0.9972 As=491.13×106/(0.9972×1150.0×360.0)=1189.6mm2頂部配筋計(jì)算: s=183.12×106/(1.000×16.700×4000.000×11502)=0.0021 =1-(1-2×0.0021)0.5=0.0021 s=1-0.0021/2=0.9990 As=183.12×106/(0.9990×1150.0×360.0)=442.8mm2五. 承臺(tái)剪切計(jì)算最大剪力設(shè)計(jì)值： Vmax=545.70kN依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(

11、GB50010-2010)的第6.3.4條。我們考慮承臺(tái)配置箍筋的情況，斜截面受剪承載力滿足下面公式： 式中 計(jì)算截面的剪跨比,=1.500 ft混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，ft=1.570N/mm2； b承臺(tái)的計(jì)算寬度，b=4000mm； h0承臺(tái)計(jì)算截面處的計(jì)算高度，h0=1150mm； fy鋼筋受拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，fy=360N/mm2； S箍筋的間距，S=200mm。經(jīng)過(guò)計(jì)算承臺(tái)已滿足抗剪要求，只需構(gòu)造配箍筋!六. 承臺(tái)受沖切驗(yàn)算 角樁軸線位于塔機(jī)塔身柱的沖切破壞錐體以內(nèi)，且承臺(tái)高度符合構(gòu)造要求，故可不進(jìn)行承臺(tái)角樁沖切承載力驗(yàn)算七. 樁身承載力驗(yàn)算樁身承載力計(jì)算依據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ9

12、4-2008)的第5.8.2條根據(jù)第二步的計(jì)算方案可以得到樁的軸向壓力設(shè)計(jì)值，取其中最大值N=1.35×524.22=707.70kN樁頂軸向壓力設(shè)計(jì)值應(yīng)滿足下面的公式： 其中 c基樁成樁工藝系數(shù)，取0.75 fc混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，fc=14.3N/mm2； Aps樁身截面面積，Aps=502655mm2。樁身受拉計(jì)算，依據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008 第5.8.7條 受拉承載力計(jì)算，最大拉力 N=1.35×Qkmin=-41.47kN經(jīng)過(guò)計(jì)算得到受拉鋼筋截面面積 As=115.199mm2。由于樁的最小配筋率為0.20%，計(jì)算得最小配筋面積為1005mm2

13、綜上所述，全部縱向鋼筋面積1005mm2八. 樁豎向承載力驗(yàn)算依據(jù)塔式起重機(jī)混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程(JGJ/T 187-2009)的第6.3.3和6.3.4條軸心豎向力作用下，Qk=266.75kN；偏心豎向力作用下，Qkmax=524.22kN樁基豎向承載力必須滿足以下兩式： 單樁豎向承載力特征值按下式計(jì)算： 其中 Ra單樁豎向承載力特征值； qsik第i層巖石的樁側(cè)阻力特征值；按下表取值； qpa樁端端阻力特征值，按下表取值； u樁身的周長(zhǎng)，u=2.51m； Ap樁端面積,取Ap=0.50m2； li第i層土層的厚度,取值如下表；厚度及側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值表如下:序號(hào)土層厚度(m)側(cè)阻力特征值(k

14、Pa)端阻力特征值(kPa)土名稱17.520200粘性土23.930275粘性土36.335525粘性土41.450700粘性土51.750850粘性土67.8651500粘性土由于樁的入土深度為21.9m,所以樁端是在第6層土層。最大壓力驗(yàn)算: Ra=2.51×(7.5×20+3.9×30+6.3×35+1.4×50+1.7×50+1.1×65)+1500×0.50=2548.46kN由于: Ra = 2548.46 > Qk = 266.75,最大壓力驗(yàn)算滿足要求!由于: 1.2Ra = 3058.15

15、 > Qkmax = 524.22,最大壓力驗(yàn)算滿足要求!九. 樁的抗拔承載力驗(yàn)算依據(jù)塔式起重機(jī)混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程(JGJ/T 187-2009)的第6.3.5條偏心豎向力作用下，Qkmin=-30.72kN樁基豎向承載力抗拔必須滿足以下兩式： 式中 Gp樁身的重力標(biāo)準(zhǔn)值，水下部分按浮重度計(jì)； i抗拔系數(shù)；Ra=2.51×(0.750×7.5×20+0.750×3.9×30+0.750×6.3×35+0.750×1.4×50+0.750×1.7×50+0.750×1

16、.1×65)=1417.739kN Gp=0.503×(21.9×25-21.6×10)=166.630kN由于: 1417.74+166.63 >= 30.72，抗拔承載力滿足要求!十. 樁式基礎(chǔ)格構(gòu)柱計(jì)算依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2011)。1. 格構(gòu)柱截面的力學(xué)特性：格構(gòu)柱的截面尺寸為0.460×0.460m；主肢選用:16號(hào)角鋼b×d×r=160×16×16mm；綴板選用(m×m):0.014×0.440主肢的截面力學(xué)參數(shù)為 A0=49.067cm2，Z0=4.

17、550cm，Ix0=1175.080cm4，Iy0=1175.080cm4；格構(gòu)柱截面示意圖格構(gòu)柱的y-y軸截面總慣性矩：格構(gòu)柱的x-x軸截面總慣性矩：經(jīng)過(guò)計(jì)算得到：Ix=4×1175.080+49.067×(46/2-4.550)2=71510.440cm4；Iy=4×1175.080+49.067×(46/2-4.550)2=71510.440cm4；2. 格構(gòu)柱的長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算：格構(gòu)柱主肢的長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算公式：其中 H 格構(gòu)柱的總高度，取9.100m； I 格構(gòu)柱的截面慣性矩，取,Ix=71510.440cm4，Iy=71510.440cm4； A0 一個(gè)

18、主肢的截面面積，取49.067cm2。經(jīng)過(guò)計(jì)算得到x=47.674,y=47.674。格構(gòu)柱分肢對(duì)最小剛度軸1-1的長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算公式:其中 b 綴板厚度，取 b=0.014m。 h 綴板長(zhǎng)度，取 h=0.440m。 a1 格構(gòu)架截面長(zhǎng)，取 a1=0.460m。經(jīng)過(guò)計(jì)算得 i1=(0.0142+0.4402)/48+5×0.4602/80.5=0.369m。1=9.100/0.369=24.650。換算長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算公式：經(jīng)過(guò)計(jì)算得到kx=53.670,ky=53.670。3. 格構(gòu)柱的整體穩(wěn)定性計(jì)算：格構(gòu)柱在彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性計(jì)算公式：其中 N 軸心壓力的計(jì)算值(kN)；取 N=1.35Qkmax=707.696kN； A 格構(gòu)柱橫截面的毛截面面積，取4×49.067cm2； 軸心受壓構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定系數(shù)；根據(jù)換算長(zhǎng)細(xì)比 0x=53.670150 X方向長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算滿足要求! 0y=53.670150 Y方向長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算滿足要求! 查